JP7344605B1 - 自動レベル調整装置および自動レベル調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベースプレートの基礎ボルト通し孔を受承箇所および係止部として利用し地震が発生し大きな横揺れが生じても構造物の落下を未然に防げること。【解決手段】回転可能・上下方向移動不能で軸上端部がベースプレートＢに設けられたボルトを通す孔に挿通されるネジ軸１１と、ネジ軸１１に螺合されベースプレートを受承するナット１２とを含み、ネジ軸１１が回転するとナット１２が構造物Ａとの摩擦により回転不能で従動する昇降機構部１０と、傘歯車伝達機構２１、２２を介して水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換してネジ軸１１に回転伝達する回転方向変換機構部２０と、傘原動傘歯車２１に駆動回転を与える制御用モータ３１とを備え、制御用モータ３１は、ベースプレートＢの上面の水平度を検出するよう設置されるデジタル水平器４０の出力パルスに基づいてベースプレートＢの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば工作機械等のベースプレートのレベル調整が必要な構造物をレベル調整して設置する際に用いられる自動レベル調整装置および自動レベル調整方法に関する。

従来、例えば工作機械の製造過程では、加工・組付け・検査等の各工程毎に構造物のレベル調整が必要であった。具体的には、例えば工作機械が各工程毎に定盤等に載置されると共に、その基準面となるテーブル等に水平器（水準器ともいう）を置き、作業者がこれを見ながら経験と勘に依って工作機械が水平となる様にその脚部に設けられたアジャスタをレンチで回していた。構造物の鉛直出しも定盤等に載置されるワークのレベル調整の後に行っている。

加工・組付け・検査等を行う機械加工機等はレベル（水平）に設置することでその性能を発揮できる設計になっている。レベルとは水平の度合いのことで、産業機械にとって、加工・組付け・検査等の各工程毎に水平を高精密に出すことは基本であり、動作精度の維持には欠かせない。

各種の加工機や製造装置、組立装置等（以下、構造物という。）において、ワークを固定し当該ワークに高精密な水平度を有する平面加工や孔加工、鉛直な平面加工や孔加工を実施するには、そもそも機械加工機のベースプレートやワークを固定する定盤などが高精密にレベル調整されて設置されていなければならない。レベル調整は、装置架台やベース装置フレームの設置では欠かせない作業であり、特に、装置間のやり取りを行う搬送設備ではフロアレベルの測定とパスラインの調整が重要である。

ワークを固定する定盤が高精密にレベル調整されていない場合、例えば、高精密に竪孔加工するワイヤカット放電加工機のワイヤカットを高精密にレベル調整できないことに加え、高精密な鉛直にセットすることができないから高精密に鉛直な竪孔加工が実現できない。

レベル調整が高精密に行われていない構造物ではベースプレートやワークを設置するための架台上面の水平度にわずかな誤差があると、それに起因してワークに水平面を出す平面加工や鉛直な孔加工を高精度に行うことはできず不良品の発生や、機械・工具の寿命を縮める原因になる。なお、水平は産業機械を使用しているうちに自重や振動・熱などにより変化するため、設置後も定期的にレベル調整を行う必要がある。

同様に、その他、食品加工機や半導体製造装置、その他の産業機械においてもレベル調整が高精密に行われている必要がある。

多くの産業機械では、基本的に、工場などの床にアンカーボルトが埋設され当該アンカーボルトのボルト頭部を産業機械のベースプレートの周縁部に設けるボルト通し孔に挿通するよう産業機械を吊り下ろし、ボルトに螺合するアジャスタとしてのダブルナットでベースプレートを受け止め、ベースプレートに載置した水平器・ダイヤルゲージ・レーザー墨出し器・コンベックスなどを見ながらナットを締めたり緩めたりして高さや角度を確認しながらレベル調整を人手により行っていた。

人手によるレベル調整は多くの場合は長い作業時間を要する。構造物の重量が大きい時には、レンチを回す力も大きくなって微妙な調整が難しく、Ｘ軸・Ｙ軸共に水平にするには、熟練作業者でも数十分の時間が掛かっていた。

水平器としては、気泡管に加えて測定した値をデジタルで表示するモニタを備え水平・垂直だけでなく、さまざまな角度の微妙な値を読み取ることができ、さらにパルムを出力できるデジタル水平器（デジタル精密水準器）が利用されている。また、最新式の三次元測定機が活用されている。

そこで、作業者の熟練度に関係なく、自動的に短時間で高精度な水平出し（レベル調整と同義）が行なえる自動水平出し装置が提案されている（特許文献１）。

この自動水平出し装置は、構造物の下面の平面三角形状の３頂点のうちの一側中程の１点を支持脚を有する固定サポートで支承し他側両角の２点をそれぞれジャッキで支承し、構造物の基準面に水平器を置いてＸ軸とＹ軸の傾斜角度を計測しそのセンサ信号に基づいて２つのジャッキを昇降制御し構造物の水平出しを行うよう構成されている。ジャッキは、扛重部（持ち上げ昇降機構）とこれを駆動する駆動部（減速機付きサーボモータ）とを着脱可能に連結した構造である。水平出し完了後は、２つのジャッキの各扛重部を支持脚として残し駆動部を取り外し、取り外した駆動部を他のジャッキと組み合わせ別の構造物の水平出しに使用する。

特許公開２０００－１０７９６２号公報

［自動レベル調整装置の二度目の適用について］
構造物の製造工場内で特許文献１の自動水平出し装置を用いて構造物のベースプレートの上面の水平出しを一度行い、さらに別の水平器を用いて構造物が備えている定盤の水平出し、切削工具の水平出しまたは鉛直出し、ワイヤカット線の鉛直出し等の調整を行った構造物について、ユーザー企業の工場に搬送・設置しベースプレートの水平出しを行う際は、人手により水平器を用いてベースプレートの水平出しを短時間作業で終わらせている。自動レベル調整装置を用いる二度目の水平出しを行っていない。これは、ベースプレートの水平出しをそのように取り扱っても一度目の水平出し後に行った定盤などの水平出し精度が維持され加工精度に問題が生じないからである。

しかしながら、特許文献１の自動水平出し装置には以下の問題がある。自動水平出し作業をユーザー企業の設置場所で行うものであり、特許文献１の自動水平出し装置は、水平出し完了後は、ジャッキの一部を構成している駆動部（減速機付きサーボモータ）を取り外し、扛重部を引き続き構造物のベースプレートの下面の平面三角形状の３頂点のうちの２点の支持脚として利用するとしている。この扛重部は、装置フレームを含み、縦軸廻りに回転可能なウォームホイールに、水平軸廻りに回転可能なウォームが噛合され、駆動部の動力回転がウォームの回転軸に入力するようになっており、縦軸廻りの回転不能な昇降体がウォームホイールの中心の雌ネジに螺合され昇降可能であり、昇降体の上端にサドルを備えている。したがって、特許文献１の自動水平出し装置を用いる場合、昇降体のみをウォームやウォームホイールなどから分離して支持脚として利用することはできず、減速機付きサーボモータだけ分離できる構造であるのでコストが高く付き不経済であるという問題点がある。またサドルは小さい面積でベースプレートを受承しているだけで連結関係にはない。

また、２つの特許文献１の自動水平出し装置と１つの支持脚とで構造物のベースプレートの下面の端縁近くが選ばれる平面三角形状の３頂点を受承部とするピンポイント受承状態で例えば大地震による大きな横揺れがあると、ピンポイント受承部に横ずれが大きく生ずることがあると、構造物が落下する事故が起こる恐れがある。そこで、単なる点としての受承状態でなくベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を掛止手段として利用して構造物が落下する事故を防げるようにしたい。

本発明者は、新規な自動レベル調整装置を発明するに際し製造工場内で取り扱う構造物を適用対象とした。すなわち、製造工場内で取り扱う構造物は、自動レベル調整装置を用いて構造物のベースプレートの一度目の自動レベル調整を行い、構造物に備える定盤、切削工具、ワイヤカット線などのレベル調整、鉛直出し等の調整は自動レベル調整装置とは別の水平器を用いて行う当該構造物を適用対象とした。さらに、当該構造物をユーザー企業の設置場所に移して二度目のレベル調整を行う場合には、構造物の下面の支持脚としての利用が不要であって、自動レベル調整装置ではなく通常の水平器とスペーサーを用いてレベル調整を行っても差支えが無い構造物を適用対象とした。

そうして、本発明者は、新規な自動レベル調整装置を発明するに際し、当該構造物について製造工場内で自動レベル調整装置を用いてベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を掛止手段として利用できるようにして自動レベル調整を行っている最中に大きな地震がもし発生したとしても構造物が自動レベル調整装置から外れて落下するという事故を未然に防げる工夫をして本願発明を完成させた。

本発明は、上述した点に鑑み案出されたもので、レベル調整を必要とする構造物について製造工場内で自動レベル調整装置を用いてベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を受承箇所および係止部として受承できるようにして自動レベル調整を行うことができ、大きな地震が発生しても構造物が落下する事故を未然に防ぐことができ、水平軸線の周りに回転するモータの動力回転を傘歯車機構と鉛直なネジ軸とナットランナの組み合わせにより直線微動・高トルクに変換し、押上げ力を増大して構造物が大型かつ大重量であっても十分な持ち上げ機能を発揮することができる自動レベル調整装置および自動レベル調整方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明に係る自動レベル調整装置は、レベル調整が必要な構造物のベースプレートを下支えし微小変化量で昇降しつつベースプレートの上面の水平度をデジタル水平器を計測し出力パルスに基づいて自動レベル調整する装置であり、昇降機構部と回転方向変換機構部と回転駆動手段とを備えている。

本願の第１の発明態様に係る自動レベル調整装置は、軸方向が鉛直方向であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル調整作業時に軸上端部が前記ベースプレートに設けられたボルトを通す孔に挿通されるネジ軸と、前記ネジ軸に螺合され前記ベースプレートを受承するナットとを含み、前記ネジ軸が回転すると前記ナットが前記構造物との摩擦により回転不能で上下方向に従動する昇降機構部と、傘歯車伝達機構を介して水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換して前記ネジ軸に回転伝達する回転方向変換機構部と、前記傘歯車伝達機構に駆動回転を与える制御用モータとを備え、前記制御用モータは、前記ベースプレートの上面の水平度を検出するよう設置されるデジタル水平器の出力パルスに基づいて前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行う構成である。

本願の第２の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、中心孔に前記ネジ軸が挿通され前記ナットの上面に密着し前記ベースプレートの下面を受承し前記構造物の負荷による摩擦で前記ナットとともに回転不能である平座金様の形態の目付きプレートを備えた構成である。

本願の第３の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、前記制御用モータがサーボモータまたはパルスモータである構成である。

本願の第４の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えて前記制御用モータが駆動回転を停止したら、前記構造物のベースプレートの負荷により前記ネジ軸が逆回転することがないよう前記ネジ軸または前記制御用モータの回転軸を回転不能とするブレーキ装置が設けられた構成である。

本願の第５の発明態様に係る自動レベル調整装置は、第１の発明態様の構成に加え、前記ナットの側面より突出するブラケットに保持され、または前記従動傘歯車の下側に備えられ前記構造物の負荷を前記ナットで受承したことを検知する感圧センサを備えた構成である。

本願の第６の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第５の発明態様の構成に加え、前記構造物のレベル調整作業スペースに前記構造物を吊り下ろすとともに前記構造物のベースプレートの下側に第１－５のいずれか１つの発明態様に係る前記自動レベル調整用昇降装置を複数の所定位置にそれぞれ配置し、この際、前記自動レベル調整用昇降装置のねじ軸１１の上端部をベースプレートの周縁部に設けられたボルト通し孔に通し、前記ベースプレートの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器とを配置し、第１および第２のデジタル水平器のうち、いずれか一方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該一方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、次いで他方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該他方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、もって、前記ベースプレートの上面のＸ方向およびＹ方向のレベル調整を行う構成である。

本願の第７の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第６の発明態様の構成に加え、請求項１－５のいずれか１つに記載の前記自動レベル調整用昇降装置を、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する構成である。

本願の第８の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第６の発明態様の構成に加え、請求項１－５のいずれか１つに記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置と、１つまたは複数のアジャスター機能を有する支持脚とを、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する構成である。

本願の第９の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第６の発明態様の構成に加え、請求項１－５のいずれか１つに記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置を前記構造物の吊り下ろしの前または後に前記ナットの上面が前記ベースプレートの下面よりも数ｍｍ低い状態に配置し、前記ベースプレートの下面四隅に締付により高さが調整可能なボルト・ナットを含む下支え脚を垂設した前記構造物をレベル調整作業スペースの床上に吊り下ろす構成である。

本願の第１０の発明態様に係る自動レベル調整方法は、第６の発明態様の構成に加え、請求項５に記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置の各前記制御用モータを駆動して各ナットを微小量ずつ上昇させ前記ベースプレートの下面に密着した状態を前記感圧センサが検出したら、前記制御用モータの駆動を終了とする構成である。

本発明によれば、レベル調整を必要とする構造物について製造工場内で自動レベル調整装置を用いてベースプレートの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔を受承箇所および係止部として受承できるようにして自動レベル調整を行うことができ、大きな地震が発生しても構造物が落下する事故を未然に防ぐことができ、水平軸線の周りに回転するモータの動力回転を傘歯車機構と鉛直なネジ軸とナットランナの組み合わせにより直線微動・高トルクに変換し、押上げ力を増大して構造物が大型かつ大重量であっても十分な持ち上げ機能を発揮することができる自動レベル調整装置および自動レベル調整方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係り、自動レベル調整装置を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す概略の平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す概略の平面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る自動レベル調整装置および自動レベル調整方法を図面を参照して説明する。第１の実施の形態は自動レベル調整装置に関し、第２－第４の実施の形態は自動レベル調整方法に関するものである。

［第１の実施の形態］
図１は本発明の実施の形態に係る自動レベル調整装置を示す。自動レベル調整装置１は、レベル調整が必要な構造物ＡのベースプレートＢを下支えし微小変化量で昇降しつつベースプレートＢの上面の水平度（傾斜度）をデジタル水平器４０で計測し出力パルスに基づいて自動レベル調整する装置であり、昇降機構部１０と回転方向変換機構部２０と回転駆動手段３０とを備え、これらが装置フレーム６０に纏めて保持されている。

昇降機構部１０は、軸方向が鉛直であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル出し作業時に軸上端部が前記ベースプレートＢに設けられた基礎ボルト通し孔Ｃに挿通されるネジ軸１１と、ネジ軸１１に螺合されベースプレートＢの下面を受承するナット１２とを含み、ネジ軸１１が回転するとナット１２が前記構造物Ａとの摩擦により回転不能で上下方向に従動するよう構成されている。

ナット１２の上面には目付きプレート１３を備えていることが好ましい。目付きプレート１３は、平座金様の形態、すなわち中心孔を有しこの中心孔にネジ軸１１が挿通されナット１２の上面に密着載置される。目付きプレート１３は、ベースプレートＢの下面を広い面積で受承し構造物Ａの負荷による摩擦でナット１２とともに回転不能である。なお、目付きプレート１３は無くてもよい。

ナット１２の側面より突設された弾持装置１４に弾持され、目付きプレート１３の上面にベースプレートＢが着座したことを検出する感圧センサ１５を備えているのが好ましい。なお、この感圧センサ１５は、後述する従動傘歯車２２の下側に備えられ、構造物Ａの負荷が従動傘歯車２２に伝達されることを検知するように設けられてもよい。

感圧センサ１５は次の様に利用される。例えば、別位置の組立工場から出荷前検査を行う工場に構造物Ａを移送してきてクレーン等でレベル調整を行う位置に吊り下ろす際に、構造物ＡのベースプレートＢをプレート四隅に予め用意する台座や支持脚で受承した後に、２つまたは３つの自動レベル調整装置をベースプレートＢを差し込んでから目付きプレート１３をベースプレートＢに密着するまでナット１２を上昇させ、自動レベル調整を実施する際に、当該密着を検知して従動ブロック１３の上昇を停止する検知手段とされる。

回転方向変換機構部２０は、互いに噛合回転する原動傘歯車２１と従動傘歯車２２とを有する。原動傘歯車２１は、装置フレーム６０に軸受を介して軸支され水平軸線の周りに回転可能である。従動傘歯車２２は、中心孔に軸線が鉛直方向であるネジ軸１１が挿通状態に固定され、ネジ軸１１の従動傘歯車２２に対する上下位置を装置フレーム６０に軸受を介して軸支されており、ネジ軸１１と一体に鉛直軸線の周りに回転可能である。もって、回転方向変換機構部２０は、水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換してネジ軸１１に回転を伝達する。

回転動力部３０は、モータ出力回転を減速機３３を介して原動傘歯車２１に伝達されるよう設けられた制御用モータ３１を備えた構成である。減速機３３はモータの出力回転を原則しトルクを増幅して原動傘歯車２１に伝達する。

制御用モータ３１は、ベースプレートＢの上面の水平度を検出するよう設置されたデジタル水平器（デジタル精密水準器）４０が水平度がゼロになるまで出力する出力パルス（水平ＬＥＶＥＬ信号）をモータドライバ３２に入力しモータドライバ３２内の専用アプリで出力パルス（水平ＬＥＶＥＬ信号）を受信・処理して制御用モータ３１の駆動に必要な駆動パルスを生成し、制御用モータ３１が駆動パルスを入力してベースプレートＢの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うように構成されている。

制御用モータ３１は、サーボモータまたはパルスモータである。サーボモータは、指示を出した通りに、位置／速度／回転力（トルク）などを正確に実現するサーボ機構に使用されるモータであり、フィードバック制御する検出器付の電動機が一般的であり、ここでは、デジタル水平器４０から出力されるパルスをモータドライバ３２に入力し逓倍にしてモータ駆動パルスを出力するとともに、デジタル水平器４０が出力する傾き角の値がゼロに収束するようにフィードバック制御するよう構成される。パルスモータは電流を流す相を切り替えることで一定の角度ずつ動いて回転しセンサなしに位置決めができるモータであり、サーボモータに比べて制御が容易である。

回転動力部３０にはブレーキ装置３４が設けられている。ブレーキ装置３４は、ネジ軸１１または制御用モータ３１の回転軸を回転不能とするようもうけられていればよい。ブレーキ装置３４は、ベースプレートＢの上面のレベル調整を終えて制御用モータ３１が駆動回転を停止するとともにブレーキ作動するようになっており、構造物ＡのベースプレートＢの負荷によりネジ軸１１が逆回転しベースプレートＢのレベル調整が損なわれること防止する。この実施の形態ではブレーキ装置３４は、軸接手３５に設けられたディスク１０の回転を制動するように設けられているが、適宜の位置に設けられてよい。

デジタル水平器４０はＡＮＹＤＥＳＩＮ社製のデジタル水準器、あるいは新潟精機株式会社のデジタル水準器（レベルニック（登録商標））を用いることができる。デジタル水平器は、デジタル水平器のメーカーによって水平度を検出する手順が相違する。デジタル水平器は、一例では、ベースプレートＢの上面に水平度検出の方向をＸまたはＹ方向に合わせ、ゼロ設定ボタンを押して表示メモリがゼロを表示したら、１８０度向きを変えて測定ボタンを押して表示メモリがある値を表示するので、半値修正ボタンを押すと表示メモリに表示される半値が実傾斜度を示す。デジタル水平器は、パルス出力設定ボタンにより傾斜度がゼロになる（水平になる）まで一定数のパルスを出力できるのでこのパルスをモータの駆動に利用できる。

特に本発明によれば、ネジ軸１１の上部に螺合するナット１２よりも上側部分がベースプレートＢの周縁部に設けられた基礎ボルト通し孔Ｃに通され、ナット１２がベースプレートＢの下面を受承する構成であり、モータの回転を傘歯車伝達機構を介して回転方向を変換して縦軸であるネジ軸１１に伝達し、ネジ軸１１の回転でナット１２に伝達しナット１２が高持ち上げ力を有して微進上動しベースプレートＢを受承する構成であるから、自動レベル調整を行っている最中に大きな地震がもし発生したとしても構造物Ａが自動レベル調整装置１から外れて落下するという事故を防げるとともに、大型で大重量の構造物Ａの自動レベル調整作業に適用できる自動レベル調整装置を提供することができる。

続いて、本発明の実施の形態に係る自動レベル調整方法について複数例を説明する。

［第２の実施の形態］

図２は本発明の第２の実施の形態に係り、自動レベル調整方法を示す。この自動レベル調整方法では、図１に示す自動レベル調整装置１を３つ使用する。まず、レベル調整作業スペース（構造物ＡのベースプレートＢの設置が予定される平面スペース）の四隅の中、一方の短辺側の二隅と他方の短辺側の中程位置との３点のそれぞれに、図２に示すように自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃを配置するとともに、短辺側の中程位置の自動レベル調整装置１Ｃを配置する。

このとき、レベル調整作業が効率的に行われるようにするために、３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃのベースプレート受承高さについて、低い順に１Ｃ、１Ａ、１Ｂとなる相対的な受承高さに設定をする。例えば、自動レベル調整装置１Ｃの従動ブロック１２の上面を自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面よりも２ｍｍ低い状態に設定し、さらに自動レベル調整装置１Ａの従動ブロック１２の上面を自動レベル調整装置１Ｂの上面よりも２ｍｍ低い状態に設定する。このようにするときは、以下に説明するように、自動レベル調整装置１Ｂについては、自動レベル調整を行わないで済み、先に自動レベル調整装置１ＡによりＸ方向の自動レベル調整を行ない、後から自動レベル調整装置１ＣによりＹ方向の自動レベル調整を行なうと構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整が行える。

上記の相対的な受承高さに設定した３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの従動ブロック１２上にベースプレートＢが載るように構造物Ａを吊り下ろす。３つの自動レベル調整装置１は、配置が平面視三角形の３つの頂点の位置であって、平面視三角形の面積の中心が構造物Ａの重心に近い位置になるから、構造物Ａを安定して受承できる。なお、ベースプレートＢは図１に示す感圧センサ１４を押圧するがこの実施の形態では感圧センサ１４を利用しない。

この実施の形態では、ベースプレートＢの短辺に沿った方向をＸ方向とする。構造物ＡのベースプレートＢの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器４１とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器４２とを配置して順次にベースプレートＢの上面のＸ方向の水平度とＹ方向の水平度を検出する。

この実施の形態では、３つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各目付きプレート１３の上面の高さを上述したように構造物Ａを吊り下ろす前の設定としているから、最初のレベル調整として、第１のデジタル水平器４１においてレベル測定をして、次いでパルスを出力させ、この出力パルスに基づいて、自動レベル調整装置１Ａの制御用モータ３１を駆動して目付きプレート１３の上面を上昇させ、自動レベル調整装置１Ａの目付きプレート１３の上面を微小量ずつ上昇させて自動レベル調整装置１Ｂの目付きプレート１３の上面とを同一高さに調整する。もって、ベースプレートＢのＸ方向のレベル調整を行うことができる。なお、自動レベル調整装置１Ｂの目付きプレート１３の上面の方が自動レベル調整装置１Ａの目付きプレート１３の上面よりも低い設定としたときは、第１のデジタル水平器４１において傾斜度が逆になるから、このときは、第１のデジタル水平器４１からの出力パルスに基づいて、自動レベル調整装置１Ｂの制御用モータ３１を駆動して目付きプレート１３の上面を上昇させることになる。

ベースプレートＢのＸ方向のレベル調整を行なったら、第２のデジタル水平器４２によりベースプレートＢのＹ方向のレベル測定（傾斜度測定）を行い、次いでパルスを出力させ、この出力パルスに基づいて、既にＸ方向のレベル調整を済ませた２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂに対しＹ方向の他側にある自動レベル調整装置１Ｃの制御用モータ３１を駆動して目付きプレート１３の上面を上昇させて自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂの目付きプレート１３の上面とを同一高さに調整する。もって、ベースプレートＢのＹ方向のレベル調整を行うことができる。

Ｙ方向のレベル調整の後、再度、第１のデジタル水平器４１と第２のデジタル水平器４２でレベル検出を行い、レベル検出がゼロの値でなければ、Ｘ方向およびＹ方向のレベル調整を繰り返し行ってもよい。

続いて、ベースプレートＢのレベル調整を終えた構造物Ａについて、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整が行われているから、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行なう。その後、クレーン等により自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃに受承されていて連結されていない構造物Ａのみを吊り上げ、出荷のために移送する。このようにすると、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃを含まない構造物Ａのみが製造工場からユーザーの工場に移されて直に床置して改めて行うベースプレートＢのレベル調整については水平器とスペーサーを用いて人手により短時間に行いことができ、再度の定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行わなくても要求される高精度のレベル調整、鉛直調整を担保することができる。

なお、この実施の形態の変形例として、自動レベル調整装置１Ｂをアジャスタ機能を有する台座（または支持脚）に替えてもよい。これにより、２つの自動レベル調整装置１Ａと１Ｃおよびアジャスタ機能を有する台座によりそれぞれ広い受承面精を有して吊り下ろされる構造物ＡのベースプレートＢを受承できる。そしてこの場合、構造物ＡのベースプレートＢを吊り下ろす前の自動レベル調整装置１Ａと１Ｃのベースプレートを受承する高さを、自動レベル調整装置１Ｃのベースプレート受承高さを一番低くし、自動レベル調整装置１Ａのベースプレート受承高さを２番目に低くし、台座や支持脚のベースプレート受承高さを一番高く設定する。次いで、最初に第１のデジタル水平器４１と自動レベル調整装置１Ａと用いてベースプレートＢのＸ方向の自動レベル調整を行い、次いで、第２のデジタル水平器４２と自動レベル調整装置１Ｃと用いてベースプレートＢのＹ方向の自動レベル調整を行う。これにより、構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整を行うことができる。

なおまた、自動レベル調整装置を４つ用いてもよいが、３点支持で平面が構成され、４点目の支持は追随して平面を支持するものとなる。

［第３の実施の形態］
図３は本発明の第３の実施の形態に係る自動レベル調整方法を示す。この自動レベル調整方法では、４つの支持脚（アジャスタボルト）５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄを使用するとともに、２つの自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃを使用する。４つの支持脚（アジャスタボルト）５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄは、構造物ＡのベースプレートＢの周縁部に設けられている４つの基礎ボルト通し孔Ｃに取り付けるものとする。

この場合例えば、支持脚５０Ｃ、５０Ｄのベースプレート受承高さを一番低く、それよりも支持脚５０Ａのベースプレート受承高さを２ｍｍ高く設定し、さらに、支持脚５０Ｄのベースプレート受承高さをさらに２ｍｍ高く設定する。

上記の様に、この実施の形態では４つの基礎ボルト通し孔は、４つの支持脚（アジャスタボルト）５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの装着に用いられ、自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃのねじ軸１１の挿通に利用できない。このため別途に、ベースプレートＢの周縁部に自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃのねじ軸１１の上端部を通すためのボルト通し孔Ｃ２を、支持脚５０Ａの内側に１つと、支持脚５０Ｃ、５０Ｄの中間に配置するように予め穿設しておく。これらのボルト通し孔Ｃ２に自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃの各ねじ軸１１の上端部を通すように構造物Ａを吊り下ろすものとする。

まず、レベル調整作業スペース（構造物ＡのベースプレートＢの設置が予定される平面スペース）に、上記の様に受承高さを調整した支持脚５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０ＤをベースプレートＢの基礎ボルト通し孔Ｃに装着し、構造物Ａを吊り下ろすものとする。そして、支持脚５０Ａの近傍のボルト通し孔Ｃ２に合わせて下側に自動レベル調整装置１Ａを配置し制御用モータ３１をチョッパ駆動してねじ軸１１を上昇させねじ軸１１の上端部をボルト通し孔Ｃ２に通し、同様に、自動レベル調整装置１Ｃをもう１つのボルト通し孔Ｃ２に合わせて下側に配置し制御用モータ３１をチョッパ駆動してねじ軸１１を上昇させねじ軸１１の上端部をボルト通し孔Ｃ２に通すものとする。このとき、感圧センサ１５の感圧信号を利用してモータの駆動を停止させると、自動レベル調整の開始前の準備完了とする。

次いで、この実施の形態では第２の実施の形態に係る自動レベル調整方法と同様に自動レベル調整を行うことができる。最初のレベル調整として、第１のデジタル水平器４１においてレベル測定をして、第１のデジタル水平器４１の出力パルスに基づいて自動レベル調整装置１Ａの制御用モータ３１を駆動して目付きプレート１３の上面を上昇させて目付きプレート１３の上面のベースプレート受承高さと支持脚５０Ｂのベースプレート受承高さとの間でベースプレートＢのＸ方向のレベル調整を行う。

次いで、第２のデジタル水平器４２によりベースプレートＢのＹ方向のレベル測定を行い、パルスを出力させ、この出力パルスに基づいて、Ｘ方向のレベル調整を済ませた自動レベル調整装置１Ａおよび支持脚５０Ｂに対してＹ方向に並ぶ自動レベル調整装置１Ｃの目付きプレート１３の上面を上昇させ、ベースプレートＢのＹ方向のレベル調整を行う。これにより、構造物ＡのベースプレートＢのレベル調整を行うことができる。

続いて、ベースプレートＢのレベル調整を終えた構造物Ａについて、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整が行われているから、定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行なう。その後、クレーン等により自動レベル調整装置１Ａ、１Ｃに受承されていて連結されていない構造物Ａを支持脚５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄとともに吊り上げ、出荷のために移送する。このようにすると、支持脚５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄが垂下した状態の構造物Ａのみが製造工場からユーザーの工場に移されて床置して改めて行うベースプレートＢのレベル調整については人手により水平器を用い支持脚５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄについて必要なアジャストを行うだけで短時間に処理することができ、再度の定盤や加工具等のレベル調整、鉛直調整を行わなくても要求される高精度のレベル調整、鉛直調整を担保することができる。

以上説明してきたように、本発明によれば、構造物Ａの製造工場内で構造物ＡのベースプレートＢの上面のレベル出しを一度行い、さらに別の水平器を用いて構造物Ａが備えている定盤等のレベル出し、定盤等に固定したワークを加工、組立または測定等を行う切削工具等のレベル出しまたは鉛直出し、ワイヤカット線の鉛直出し等の調整を行う当該構造物Ａに好適であり、作業者の熟練度に関係なく、自動的に短時間で高精度なレベル出しが行なえる自動レベル調整装置を提供することができる。

特に本発明によれば、ベースプレートＢの周縁部に設けられている基礎ボルト通し孔Ｃ（または基礎ボルト通し孔Ｃが支持脚の装着で使われているときは別途に穿設するボルト通し孔Ｃ２に）に、ねじ軸１１を通しかつベースプレートＢの下面をねじ軸１１に螺合したナット１２またはナット１２の上に設ける目付きプレート１３で受承して持ち上げる構成であり、すなわち基礎ボルト通し孔Ｃを受承箇所および係止部として利用する構成であり、自動レベル調整を行っている最中に大きな地震がもし発生したとしても構造物Ａが当初の受承面から外れて落下するという事故を防げる自動レベル調整装置を提供することができる。

本発明によれば、特に水平軸線の周りに回転するモータの動力回転をネジ機構により微動・直動・高トルクに変換し、さらにて再びネジ機構により微動・直動・高トルクに変換し、もってベースプレートＢを受承して持ち上げる力を二乗倍に増大することができ、大型で大重量の構造物Ａの自動レベル調整に適用できる自動レベル調整装置を提供することができる。

また本発明によれば、特許文献１の自動水平出し装置と同様に、作業者の熟練度に関係なく、自動的に短時間で高精度なレベル出しが実現できる。

なお、本発明の自動水平出し装置を用いて、構造物の製造工場内ではなく、ユーザー企業の工場にて上記の第２－第４の自動レベル調整方法を実施した場合にも本発明の実施に相当するものである。

１…自動レベル調整装置、
１０…昇降機構部、
１１…ネジ軸、
１２…ナット、
１３…目付きプレート、
１４…弾持装置、
１５…感圧センサ、
２０…回転方向変換機構部、
２１…原動傘歯車、
２２…従動傘歯車、
３０…回転動力部、
３１…制御用モータ、
３２…モータドライバ、
３３…減速機、
３４…ブレーキ装置、
３５…軸接手、
４０…デジタル水平器、
４１…第１のデジタル水平器、
４２…第２のデジタル水平器、
６０…装置フレーム、
Ａ…構造物、
Ｂ…ベースプレート、
Ｃ…基礎ボルト通し孔（ボルトを通す孔）、
Ｃ２…ボルト通し孔（ボルトを通す孔）、
５０A－５０Ｄ…支持脚、

Claims (11)

1. レベル調整が必要な構造物のベースプレートを受承して微小変化量で昇降しつつ前記ベースプレートの上面を自動レベル調整する自動レベル調整用昇降装置であって、
   軸方向が鉛直方向であり回転可能・上下方向移動不能に設けられレベル調整作業時に軸上端部が前記ベースプレートに設けられたボルトを通す孔に挿通されるネジ軸と、前記ネジ軸に螺合され前記ベースプレートを受承するナットとを含み、前記ネジ軸が回転すると前記ナットが前記構造物との摩擦により回転不能で上下方向に従動する昇降機構部と、
   傘歯車伝達機構を介して水平軸線の周りの回転を鉛直軸線の周りの回転に変換して前記ネジ軸に回転伝達する回転方向変換機構部と、
   前記傘歯車伝達機構に駆動回転を与える制御用モータと、
   前記ベースプレートの上面の水平度を検出し前記上面の水平度がゼロになるまで出力パルスもしくは水平ＬＥＶＥＬ信号を出力するデジタル水平器と、
   前記デジタル水平器によって出力された前記出力パルスもしくは水平ＬＥＶＥＬ信号を受信・処理して前記制御用モータの駆動に必要な駆動パルスを生成し、前記制御用モータは、前記駆動パルスを入力されて前記水平軸線の周りの回転を発生させることで、前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えるまで駆動回転を行うようにする手段と
   を具備することを特徴とする自動レベル調整用昇降装置。
2. 中心孔に前記ネジ軸が挿通され前記ナットの上面に密着し前記ベースプレートの下面を受承し前記構造物の負荷による摩擦で前記ナットとともに回転不能である平座金様の形態の目付きプレートを備えた
   請求項１に記載の自動レベル調整用昇降装置。
3. 前記制御用モータは、サーボモータまたはパルスモータである
   請求項１に記載の自動レベル調整用昇降装置。
4. 前記ベースプレートの上面のレベル調整を終えて前記制御用モータが駆動回転を停止したら、前記構造物のベースプレートの負荷により前記ネジ軸が逆回転することがないよう前記ネジ軸または前記制御用モータの回転軸を回転不能とするブレーキ装置が設けられている
   請求項１に記載の自動レベル調整用昇降装置。
5. 前記ナットの側面より突出するブラケットに保持され、または従動傘歯車であって前記回転方向変換機構部に備えられて前記ネジ軸と一体に前記鉛直軸線の周りに回転可能である従動傘歯車、の下側に備えられ前記構造物の負荷を前記ナットで受承したことを検知する感圧センサを備えた
   請求項１に記載の自動レベル調整用昇降装置。
6. 前記構造物のレベル調整作業スペースに前記構造物を吊り下ろすとともに前記構造物のベースプレートの下側に請求項１－５のいずれか１つに記載の自動レベル調整用昇降装置を複数の所定位置に配置し、この際、前記自動レベル調整用昇降装置のねじ軸１１の上端部をベースプレートの周縁部に設けられたボルト通し孔に通し、前記ベースプレートの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器とを配置し、第１および第２のデジタル水平器のうち、いずれか一方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該一方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、次いで他方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該他方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、もって、前記ベースプレートの上面のＸ方向およびＹ方向のレベル調整を行う
   ことを特徴とする自動レベル調整方法。
7. 請求項１－５のいずれか１つに記載の前記自動レベル調整用昇降装置を、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する
   請求項６に記載の自動レベル調整方法。
8. 請求項１－５のいずれか１つに記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置と、１つまたは複数のアジャスター機能を有する支持脚とを、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する
   請求項６に記載の自動レベル調整方法。
9. 請求項１－５のいずれか１つに記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置を前記構造物の吊り下ろしの前または後に前記ナットの上面が前記ベースプレートの下面よりも数ｍｍ低い状態に配置し、前記ベースプレートの下面四隅に締付により高さが調整可能なボルト・ナットを含む下支え脚を垂設した前記構造物をレベル調整作業スペースの床上に吊り下ろす
   請求項６に記載の自動レベル調整方法。
10. 請求項５に記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置と、１つまたは複数のアジャスター機能を有する支持脚とを、前記構造物の前記ベースプレートのレベル調整作業スペースの床上にかつ前記ベースプレートを安定して下支えできる複数位置に設置し、それらの上に前記ベースプレートを載置する自動レベル調整方法であって、
    前記構造物のレベル調整作業スペースに前記構造物を吊り下ろすとともに前記構造物のベースプレートの下側に請求項５に記載の自動レベル調整用昇降装置を複数の所定位置に配置し、この際、前記自動レベル調整用昇降装置のねじ軸１１の上端部をベースプレートの周縁部に設けられたボルト通し孔に通し、前記ベースプレートの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器とを配置し、第１および第２のデジタル水平器のうち、いずれか一方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該一方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、次いで他方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該他方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、もって、前記ベースプレートの上面のＸ方向およびＹ方向のレベル調整を行い、
    請求項５に記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置の各前記制御用モータを駆動して各ナットを微小量ずつ上昇させ前記ベースプレートの下面に密着した状態を前記感圧センサが検出したら、前記制御用モータの駆動を終了とする
    自動レベル調整方法。
11. 請求項５に記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置を前記構造物の吊り下ろしの前または後に前記ナットの上面が前記ベースプレートの下面よりも数ｍｍ低い状態に配置し、前記ベースプレートの下面四隅に締付により高さが調整可能なボルト・ナットを含む下支え脚を垂設した前記構造物をレベル調整作業スペースの床上に吊り下ろす自動レベル調整方法であって、
    前記構造物のレベル調整作業スペースに前記構造物を吊り下ろすとともに前記構造物のベースプレートの下側に請求項５に記載の自動レベル調整用昇降装置を複数の所定位置に配置し、この際、前記自動レベル調整用昇降装置のねじ軸１１の上端部をベースプレートの周縁部に設けられたボルト通し孔に通し、前記ベースプレートの上面にＸ方向の水平度を検出する第１のデジタル水平器とＹ方向の水平度を検出する第２のデジタル水平器とを配置し、第１および第２のデジタル水平器のうち、いずれか一方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該一方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、次いで他方のデジタル水平器からパルスを出力し、当該他方のデジタル水平器に対応する自動レベル調整用昇降装置により自動レベル調整を行い、もって、前記ベースプレートの上面のＸ方向およびＹ方向のレベル調整を行い、
    請求項５に記載の複数の前記自動レベル調整用昇降装置の各前記制御用モータを駆動して各ナットを微小量ずつ上昇させ前記ベースプレートの下面に密着した状態を前記感圧センサが検出したら、前記制御用モータの駆動を終了とする
    自動レベル調整方法。
    

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